مقاله درباره ، بیوتیکی، هستند.، سلول، پلاسمیدها، باکتریایی، integrons، نوترکیبی

منتشر می‌شود، انتشار مقاومت در برابر بسیاری از انواع آنتی بیوتیک ها به صورت همزمان رخ می‌دهد.
8-2-2- مکانیسم‌های دخیل در انتقال افقیکسب ژنهای مقاومت‌های به روش انتقال افقی عمدتا از طریق سه مکانیزم مختلف رخ می‌دهد که شامل : ترانسفورماسیون، ترانسداکسیون و کنژوگاسیون است.ترانسفورماسیون به معنای جذب DNA آزاد از سلولهای باکتری لیز شده در محیط مجاور آن می‌باشد. هنگامی که عوامل تعیین کننده مقاومت با این مکانیسم گرفته شد آنها می‌توانند بوسیله‌ی نوترکیبی هومولوگ وارد کروموزوم باکتریایی شوند که منجر به آرایش موزاییکی جدید ژن‌ها می شود.ترانسداکسیون، انتقال DNA باکتریایی با واسطه باکتریوفاژ است و معمولا برای انتشار موثر و کارآمد ژن مقاومت چندان مهم و مطرح نمی‌باشد. فاژهایی که وارد کروموزوم باکتریایی شده‌اند، زمان خروج و بسته‌بندی در کپسول می‌توانند یک بخش از DNAباکتری راکه در مجاور آنها بوده است، با خود حمل کرده و متعاقب آن به سلول باکتری بعدی که توسط ویروس (فاژ) آلوده شده، منتقل می شود. کپسول همچنین می تواند شامل DNA نامربوط مانند پلاسمیدها کوچک و یا تکه های DNA باشد و سبب گسترش بیشتر آنها شود، این سناریویی است که برای فاژهایی که وارد DNA باکتری میزبان نشده‌اند صادق ‌می‌باشد.کنژوگاسیون مهم ترین مکانیسم برای انتقال افقی محسوب می‌شود، که تبادل DNA زمانی رخ می‌دهد که سلول های دهنده و گیرنده در تماس مستقیم با یکدیگر باشند (رایس و بونومو، 2005).
تصویر 2-1 سه مکانیسم اصلی که توسط آن ژن های مقاومت آنتی بیوتیکی به صورت افقی در میان باکتری ها منتقل می‌شوند. A) ترانسداکسیون B) ترانسفورماسیون C) کنژوگاسیون (لیامتانگ، 2008)
9-2-2- عناصر دخیل در انتقال افقی ژن های مقاومتپلاسمیدها، ترانسپوزونها، اینتگرون‌ها / کاست‌های ژنی، و جزایر ژنومی کروموزومی، نقش مهمی در انتقال افقی ژن های مقاومت آنتی بیوتیکی بازی می‌کنند (شوارتز و چاسلوس-دانکلا، 2001). این چهار نوع عنصر از DNA دو رشته تشکیل شده‌اند اما بطورواضحی در اندازه، ساختار، خواص بیولوژیکی و همچنین مکانیسم های گسترش، تفاوت دارند (شوارتز و همکاران، 2006)
1-9-2-2- پلاسمید‌هاناقل رایج برای انتقال ژنهای مقاومت است، پلاسمید‌ها خارج کروموزومی، و غالبا مولکولهای DNA حلقوی هستند. پلاسمیدها حاوی ژن های هستند که برای بقای باکتری ضروری نیست، اما اغلب برای باکتری ها مفید است برای مثال حاوی ژنهای مقاومت و ژنهایی که عملکرد متابولیکی و عوامل حدت را رمزگردانی می‌کنند، هستند. این عناصر مکانیسم های تکثیر خود را حمل می‌کنند و بنابراین می توانند به تعداد زیاد در سلول باکتری وجود داشته باشند. پلاسمیدهای کوچک، با اندازه‌‌ی حدود 3 کیلوباز شناخته شده‌اند که در بیش از 20 نسخه در یک سلول وجود دارند و در نتیجه در سویه باکتریایی میزبان بسیار پایدار هستند. از سوی دیگر پلاسمیدهای بزرگ که اندازه‌ای تا 180 کیلو باز دارند، غالبا تنها در یک نسخه وجود دارند اما اغلب حامل ژنهای خاص برای پارتیشن بندی خود در سلولهای در حال تقسیم هستند تا اطمینان حاصل شود که هر سلول جدید یک کپی از پلاسمید را دارد. باکتری ها گاهی اوقات چندین پلاسمید مختلف حمل می‌کنند که می تواند شامل ژنهای مقاومت های مختلف بسیاری باشد. همه انواع پلاسمیدها نمی‌توانند در یک سلول باکتریایی همزیستی داشته باشند، این امر سبب تقسیم پلاسمیدها به گروه های ناسازگار می‌شود. مکانیسم اصلی انتقال پلاسمیدها کونژوگاسیون است. حداقل 33 کیلوباز برای انتقال ژنها بواسطه‌ی کونژوگاسیون نیاز است. محدوده‌ی پلاسمیدهای گوناگون میزبان متنوع و بی‌ثبات است، در حالی که برخی فقط دریک گونه انتشار می‌یابند بقیه می‌توانند به طیف گسترده ای از میزبان ها منتقل شده و در نتیجه فاکتورهای مقاومت را بین گونه های مختلف مهم، گسترش دهند (رایس و همکاران، 2003؛ رایس و بونومو، 2005)
2-9-2-2- ترانسپوزونهاعلاوه بر فاکتور‌های مقاومت یا‌ ژنهای دیگر، ترانسپوزونها عناصری هستند که ژنهایی را حمل می‌کنند که سبب جابجایی خودشان، مستقل از نوترکیبی میزبان، می‌شود. ورود ترانسپوزونها گاهی اوقات، مثلا در مورد Tn7، خاص یک جایگاه است اما غالبا در طیف گسترده ای از زمینه ها، هم در پلاسمید و هم درDNA کروموزومی وارد می‌شوند. از آنجا که ترانسپوزونها سیستم های تکثیر ندارند، آنها باید با کروموزوم یا پلاسمیدها ادغام شوند تا ثبات خود را حفظ کنند. ترانسپوزونها می‌توانند در ساختارها و اندازه های مختلف از کمتر از 1 کیلوباز تا 60 کیلوباز متفاوت باشند. کوچکترین نوع آنها توالی ورود (IS) است که معمولا فقط حامل ژنهای ترانسپوزاز است که محصولاتشان واسطه‌ی جابجایی عناصر ژنتیکی هستند. ورود ژنهای اضافی، مانند ژنهای سم، و غالبا ژنهای مقاومت آنتی بیوتیکی، ترانسپوزون‌ها را بزرگتر می‌کند (کیز و همکاران، 2008). ترانسپوزونهای مرکب، مانند Tn9، Tn10، و Tn5706، معمولاحاوی یک یا چند ژن مرکزی مقاومت آنتی بیوتیکی و توالی ورود (IS) در دو انتهای خود هستند. ترانسپوزونهای پیچیده، مانند Tn1721، معمولا توسط توالی های تکراری معکوس انتهایی و نیز گاهی اوقات توالی های تکراری داخلی مشخص می‌شوند که سبب جدا کردن بخش حامل ژنهای مقاومت از قسمت حامل ژنهای ترانسپوزاز می‌شود. همانند پلاسمید‌ها، ترانسپوزونهای کونژوگاتیو و غیرکونژوگاتیو نیز وجود دارند. ترانسپوزونهای کونژوگاتیو به عنوان مثال، Tn916 ، نه تنها در میان گونه‌های باکتری های گرم مثبت و گرم منفی، بلکه بین هر دو گروه منتقل می‌شود. ژن مقاومت به تتراسیکلین، (tetM)، روی یک ترانسپوزون کونژوگاتیو واقع شده و می تواند در میان چندین جنس از باکتری ها مانند: گونه‌های انتروکوکوس، استافیلوکوکوس، استرپتوکوکوس، اکتینومایسس، بیفیدوباکتریوم، کمپیلوباکتر، قارچ Fusarium nucleatum، گونه های هموفیلوس و نایسریا انتقال یابد (سال‌یرز و شومیکر، 2006)
3-9-2-2- اینتگرون‌ها10-2- ساختار و ویژگی‌های اینتگرون‌هااینتگرون‌ها عناصر ژنتیکی هستند که یک ابزار کارآمد برای گرفتن، بیان و تبادل ژن های مقاومت آنتی بیوتیکی در باکتری های گرم منفی را فراهم می‌کنند. اجزای ضروری یک اینتگرون شامل: ژن intI، که یک آنزیم ریکامبیناز با جایگاه خاص شناسایی را رمزگردانی می‌کند و یک سایت نوترکیبی attI، هستند. این سایت نوترکیبی توسط اینتگراز تشخیص داده می‌شود و یک سایت پذیرنده برای کاست‌های ژنی دریافتی است. علاوه بر این، یک پروموتور، Pc، سبب رونویسی از کاست‌های ژنی وارد شده می‌شود (تصویر 3-1). کاست های ژنی شامل یک چارچوب خواندن باز (ORF) برای ژنی که مقاومت آنتی بیوتیکی را رمزگردانی می‌کند و همچنین یک سایت نوترکیبی که عنصر 59-بازی (59- be) نامگذاری شده، می‌باشند. این عناصر 59 بازی، توالی‌های تکراری معکوسی هستند که در انتهای ’3 چارچوب خواندن باز، یافت می‌شوند وتوسط اینتگراز تشخیص داده می‌شوند (مک، 2009)

تصویر3-1) ساختمان کلی یک اینتگرون (مک، 2009)
دوگروه عمده از اینتگرونها وجود دارند : انواع کروموزومی Chromosomal integrons (CIs )وانواع متحرک Mobile integrons (MIs ). CIs بر روی کروموزوم صدها گونه از باکتری هاوجود دارند. در طی تحقیقی نشان داده شدکه17 % ژنوم باکتری های تعیین توالی شده آرایش ژنتیکی CIs را نشان داده اند (کمبری وهمکاران، 2010). CIs . اغلب درباکتری های اکوسیستم های دریایی وخاکی مثل گونه های گزانتوموناس و ویبریو شناسایی شده اند. نام دیگر اینتگرونهای کروموزومی super integrons (SIs )می باشد زیرا آنها می توانند تا 200 کاست ژنی راحمل کنند که عملکرد محصول پروتئینی اغلب آنها ناشناخته است (ناس و همکاران، 2001).
کاست های ژنی که تا امروز در MIs شناسایی شده اند معمولا فاکتورهای مقاومت آنتی بیوتیکی را رمزگردانی می کنند بنابراین به این اینتگرونها resistance integrons (RIs )یاmultidrug resistance integrons (MRIs )گویند (استالدر و همکاران، 2012).
تا کنون کلاسهای متنوعی از اینتگرون‌ها (MIs) شناسایی شده که سه گروه مجزا از آنها در ایجاد مقاومت آنتی بیوتیکی درگیر هستند، که شامل کلاس1، کلاس2، و کلاس3 می‌باشند. کلاس‌های گوناگون اینتگرونها بواسطه‌ی توالی ژن intI، که آنزیم اینتگراز را رمزگردانی می‌کند از هم تمایز داده می‌شوند.1-10-2- کلاس 1 اینتگرون‌ها کلاس 1 اینتگرون‌ها برای اولین بار توسط استوکس و هال در سال 1989 شرح داده شد (استوکس و هال، 1984). آنها هنوز هم شایع‌ترین و گسترده‌ترین طبقه که مورد مطالعه قرار گرفته باقی مانده‌اند. اکثریت شناخته شده‌ی کاست‌های ژنی مربوط به مقاومت به آنتی بیوتیک‌ها، که تا کنون شرح داده شده متعلق به کلاس 1 اینتگرون‌هاست، که خصوصیت ویژه‌ی آنها حضور قسمت ثابت انتهایی 5’ (5’-CS) است. همانطور که قبلا اشاره شد 5’-CS متشکل از سه مولفه اساسی از class=’link’>3

  • 7
  • متن کامل در سایت homatez.com